Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/32625
Type: Dissertação
Title: Estudo da viabilidade do uso de válvulas de expansão termostática para bomba de calor de pequeno porte utilizando evaporador solar
Authors: Neylor Makalister Ribeiro Vieira
First Advisor: Raphael Nunes de Oliveira
First Co-advisor: Antônio Augusto Torres Maia
First Referee: Luiz Machado
Second Referee: Raphael Nunes de Oliveira
Third Referee: Roberts Vinicius de Melo Reis
Abstract: Tendo em vista o aumento na demanda no consumo de energia, bem como a dificuldade em fornecimento e em função de restrições de insumos não renováveis, é necessário o desenvolvimento de equipamentos que forneçam energia de forma limpa e sustentável. Este trabalho utiliza uma bomba de calor com evaporador que aproveita energia solar, gerando energia para aquecimento de água residencial. O objetivo do trabalho é analisar o comportamento do equipamento diante de mudanças bruscas na irradiação recebida, além de analisar a viabilidade financeira da utilização de uma válvula de expansão termostática, no lugar de uma válvula de expansão eletrônica. Parâmetros operacionais, como: temperatura de evaporação, pressões de evaporação e condensação, vazão volumétrica e coeficiente de desempenho foram analisados diante de mudanças externas. Os resultados encontrados foram comparados com outros trabalhos, mostrando uma boa aproximação. Foi promovido um degrau na quantidade de calor incidente no evaporador de 90 até 900 KW/m². A pressão de evaporação levou cerca de 23 s para aumentar. O tempo de resposta de uma válvula de expansão termostática diante ao degrau, ficou em torno de 57,4 s. Mesmo com as variações no regime operacional do sistema, a máquina operou com um grau de superaquecimento em média de 11°C, o que reforça a confiabilidade em uma válvula de expansão termostática. Os estudos sobre a viabilidade financeira mostraram que para bombas de calor de uso residencial com capacidade de aquecimento menor que 1000 L se torna viável o uso de uma válvula de expansão termostática, quando comparada a uma válvula de expansão eletrônica.
Abstract: With the increase in demand for energy consumption, as well as the difficulty in supply and due to restrictions of non-renewable inputs. The development of equipment that supplies energy in a clean and sustainable manner is necessary. This work uses an evaporator heat pump that harnesses solar energy, generating energy for residential water heating. In order to analyze the behavior of the equipment in the face of sudden changes in the radiation received, and to analyze the financial viability of using a thermostatic expansion valve, instead of an electronic expansion valve. Operating parameters such as evaporation temperature, evaporation and condensation pressures, volumetric flow rate and performance coefficient were analyzed in the face of external changes. The values found were compared with other studies, showing a good approximation. A step in the amount of heat incident on the evaporator was promoted from 90 to 900 KW / m². The evaporation pressure took about 23 s to increase. The response time of a thermostatic expansion valve to the step was around 57.4 s. Even with variations in system operating speed, the machine operated at an average overheat of 11 ° C, which enhances reliability in a thermostatic expansion valve. Financial feasibility studies have shown that the use of a thermostatic expansion valve is feasible for residential heat pumps with a heating capacity of less than 1000L compared to an electronic expansion valve.
Subject: Engenharia mecânica
Energia
Evaporadores
Bombas de calor
Viabilidade econômica
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/32625
Issue Date: 25-Oct-2019
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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